AIの導入やDXが進む現代において、データは最も価値のあるものです。データを盗むサイバー攻撃は、犯罪者にとって「最も魅力的で収益性の高い」領域である一方、企業にとっては最大の脅威となります。
もはやサイバー犯罪は、ファイアウォールやアンチウイルスソフトウェアをインストールするだけでは防げません。 犯罪者（ハッカー）は常に技術を磨き、システムに侵入する新しい方法を考案しています。
世界がインターネットで接続された現在では、セキュリティ侵害に遭う企業の数は日々増加しています。IBMが発表した「Cost of a Data Breach Report 2024」によれば、2024年のデータ侵害の世界平均コストは過去最高の4,880,000ドルに達し、前年より10%増加しました。この増加は、主に業務停止や事後対応にかかる費用の上昇によるものです。
一方で、セキュリティにおけるAIの活用や自動化技術を導入した組織では、平均で約2,200,000ドルのコスト削減を実現しています。
この記事では、企業が機密データを保護するためのデータ暗号化の重要性、データ暗号化の種類、最も効果的なデータ暗号化アルゴリズムと暗号化方式など、企業が取り組むべき重要なテーマについて解説します。
セキュリティの基本、データ暗号化とは？
データ暗号化は、不正アクセスを試みるユーザーがデータを読み取れないようにデータを変換するプロセスです。暗号化を他のセキュリティ手段と組み合わせて実装することで、セキュリティ上のリスクを大幅に減らせます。
データ暗号化を適用すると、正しい暗号鍵を持っている人だけがデータを読み取ることができます。
データ暗号化は、特に重要なデータを保存または送信する際に使用されます。たとえば、クレジットカード情報や健康記録などの個人情報を保存または送信する際に、データ暗号化を使用することができます。データ暗号化は、たとえデータが傍受されたとしても、悪意のある人がこのデータを使用できないようにします。
以下の記事では、データ暗号化のメリットや、暗号化の3つの方式（API、プラグイン、TDE）について解説しています。併せて参考にしてください。
DB（データベース）暗号化とは? メリット・デメリットと種類を徹底解説
データ暗号化・復号の仕組み
データの暗号化は、平文（元のデータ）を特定のアルゴリズムと鍵を使って変換し、第三者に解読不能な暗号文にすることで、復号は暗号文を同じアルゴリズムと鍵で元の平文に戻すことを指します。
暗号化と復号は、特定のルール（鍵）に基づいて行われます。この鍵が他者に知られることなく安全に管理されている限り、データの機密性が保たれます。
データ暗号化が利用される身近な例
暗号化は、身近な場所で利用されています。例えば、Webサービスのパスワード格納では、暗号化によって安全性が確保されています。また、インターネット通信ではSSL/TLSを使用して個人情報やクレジットカード情報を保護しています。
さらに、クラウドストレージや企業のデータベースでは、保存時に暗号化が施され、不正アクセス時のリスクを低減しています。
同様に、メール添付ファイルやUSBメモリなどの外部持ち出しファイルも暗号化されることで安全性が向上します。日本では、マイナンバー制度でのデータ暗号化が「個人情報保護法」に基づき厳格に運用されています。
以下の記事では、個人情報保護法における暗号化の重要性と具体的な施策を解説しています。併せてお読みください。
データ暗号化の種類
暗号化の方法は、送信者と受信者が鍵を共有し、暗号化と復号プロセスをどのように処理するかによって、大きく2つのカテゴリーに分けられます。
最も一般的な方法は「対称暗号化」と「非対称暗号化」です。 また、暗号化後に再度復号できない「一方向暗号化」も存在します。
対称暗号化（共通鍵暗号方式）
対称暗号化（共通鍵暗号方式）は、暗号化と復号に同じ鍵を使用する方式です。この方法では、送信者と受信者が事前に共通の鍵を共有し、その鍵を用いてデータの暗号化と復号を行います。例えば、データを暗号化する際には共通鍵で元のデータを変換し、受信者は同じ鍵を使って元のデータに戻します。
対称暗号化（共通鍵暗号方式）の最大の特徴は、処理速度が速いことです。そのため、大量のデータやリアルタイム通信など、スピードが求められる場面でよく利用されます。「AES（Advanced Encryption Standard）」や「3DES（Triple DES）」などが代表的なアルゴリズムとして知られています。
一方で課題もあります。共通鍵を安全に共有・管理する必要があり、鍵が漏えいした場合はセキュリティが脆弱になります。
非対称暗号化（公開鍵暗号方式）
非対称暗号化（公開鍵暗号方式）は、暗号化と復号で異なる鍵を使用する方式です。この方法では、「公開鍵」と「秘密鍵」のペアを使用します。
公開鍵は誰でも利用できるよう公開されていますが、秘密鍵は所有者だけが保持します。送信者は受信者の公開鍵を使ってデータを暗号化し、受信者は自分だけが持つ秘密鍵で復号します。
非対称暗号化（公開鍵暗号方式）の公開鍵は誰でも入手可能なため、事前にセキュアな方法で鍵を共有する必要がありません。また、電子署名にも利用されることで、送信者の真正性確認や改ざん防止でも効果があります。
しかし、非対称暗号化には「処理速度が遅い」という欠点があります。そのため、大量のデータやリアルタイム通信には向いていません。
代表的なアルゴリズムとしては、「RSA（Rivest-Shamir-Adleman）」や「ECC（Elliptic Curve Cryptography）」が挙げられます。
非対称暗号化は、高度なセキュリティが必要になる場面で利用されています。例えば、SSL/TLSプロトコルによるWebサイトの通信保護や電子メールの暗号化などです。
ハイブリッド暗号方式
ハイブリッド暗号方式は、対称暗号化（共通鍵暗号方式）と非対称暗号化（公開鍵暗号方式）を組み合わせた方式です。この方式では、大量のデータを効率的に処理するために対称暗号化を使用し、その共通鍵自体を安全に共有するために非対称暗号化を用います。
具体的には、まず受信者が公開鍵と秘密鍵のペアを作成し、送信者に公開鍵を共有します。送信者はその公開鍵を使って共通鍵を暗号化し、それを受信者に送ります。受信者は秘密鍵で共通鍵を復号し、その後は共通鍵を用いてデータ通信を行います。
この方式は、「対称暗号化」「非対称暗号化」それぞれの短所を補うよう設計されています。非対称暗号化による安全な鍵共有と、対称暗号化による高速なデータ処理が両立できるため、多くのシステムで採用されています。例えば、クレジットカード情報を扱うオンライン決済システムでハイブリッド暗号方式が利用されています。
一方向暗号化
最後に、一方向暗号化方式は、ハッシュ関数* （SHA-2、SHA-3など）を利用して平文を暗号化することを意味します。他の暗号化方式と違って再復号されない特徴があり、一般的にパスワードを暗号化するのに使われています。
* ハッシュ関数とは？
任意の長さを持つメッセージを入力して、固定長のハッシュ値またはハッシュコードと呼ばれる値を生成し、同じ入力メッセージに対して常に同じ値を生成しますが、ハッシュ値だけでは入力メッセージを推測することができないという理論に基づきます。そのため、パスワードのように復号を必要とせずに、入力値の正確性検証が必要な場合などに使用されています。
データ暗号化アルゴリズム
「データ暗号化アルゴリズム」とは、基本的に暗号化プロセスを制御するルールと命令を指します。暗号化の効率は、暗号化システムの鍵の長さ、特徴、機能に依存します。
暗号化アルゴリズムは、高度なサイバー攻撃に対応するために長年にわたって進化してきました。 さまざまなセキュリティニーズを満たす多数の暗号化アルゴリズムがあります。
一般的に使用されている暗号化アルゴリズムは、以下の3種類です。
3DES または TDES 暗号化
「トリプルデータ暗号化標準」として知られる3DESは、DESブロック暗号の高度なバージョンです。 このアルゴリズムは、暗号化と復号、そして再暗号化を行い、鍵を長くします。DESには56ビットの鍵があるのに対し、3DESは56ビットの鍵を3回実行して168ビットの鍵にします。
暗号化は、暗号化、復号、そして再暗号化の3段階で動作します。同様に、復号段階も復号、暗号化、そして再暗号化で動作します。ただし今日では、３DESの暗号化は脆弱性が指摘されたこともあり、一般的に利用されるものではなくなり、旧サービスの一部のハードウェア暗号化用途等に残されるのみとなっています。
AES 暗号化
AESは「Advanced Encryption Standard」の略で、Rijndaelアルゴリズムをベースにした対称鍵暗号化です。米国政府の暗号化標準として制定され、128、192、256ビットサイズで提供されます。
鍵が長くなるにつれて暗号化ラウンド数も増加します。たとえば、128ビットは10ラウンドを持つ一方、192ビットは12ラウンドを持ちます。ハードウェアとソフトウェアの両方に利用され、データ暗号化時に一般的に使用するアルゴリズムです。今日では、最も汎用的に利用されているデータ暗号化アルゴリズムといえます。
RSA 暗号化
RSA暗号化方式は、鍵長が長く強固なセキュリティ用途で利用されます。暗号化の名前は、アルゴリズムを最初に説明した数学者Rivest、Shamir、Adlemaの姓の頭文字にちなんで名付けられました。
一対の鍵を使用するため、 伝送中のデータを保護するために広く使用されている非対称暗号化のひとつです。RSA暗号化は、処理能力が大きい場合のみ解読することができます。SSH、S/MIME、OpenPGP、SSL/TLSなどのセキュリティプロトコルやWebブラウザではRSA暗号化を使用しています。
データ暗号化のメリット
あらゆる状態のデータを保護することは重要であり、データ暗号化は潜在的な盗難に対する効果的な対策です。業務において大量のデータを扱う必要がある企業は、莫大なコストとブランドを損なわないためにも、データ暗号化を導入する必要があります。
以下のデータ暗号化の利点は、企業が一連の暗号化技術を実装することが必須である理由を理解するのに役立ちます。
サイバー攻撃からデータを保護する
2024年も、日本国内ではKADOKAWAや積水ハウスなどの企業がサイバー攻撃の被害に遭いました。
暗号化は、データを第三者が解読できない形に変換する技術です。これにより、たとえデータが盗まれたとしても、正しい鍵を持つ者以外は内容を理解できません。例えば、クレジットカード情報や健康記録などの機密データは、暗号化されることで安全性が確保されます。
さらに、暗号化は内部不正への対策としても有効です。例えば、企業内でアクセス権限を持つ従業員が意図的または過失でデータを漏えいさせるリスクがありますが、暗号化されたデータであれば、解読には鍵が必要です。
2024年に日本で起きた不正アクセス事件については、以下の記事で詳しく紹介しています。
2024年の不正アクセス事件4選｜個人情報保護法の改正への対策も紹介
情報機器の紛失・盗難対策
テレワークの普及に伴い、社用パソコンやタブレットなどの情報機器を外部へ持ち出す機会が増えています。そのため、端末の紛失や盗難による情報漏えいのリスクが高まります。実際、多くの個人情報漏えい事故は「紛失」や「置き忘れ」が原因となっています。
暗号化は、このようなリスクへの有効な対策です。例えば、パソコン内のデータを暗号化しておけば、第三者が端末を拾得しても内容を解読できません。同様に、USBメモリや外付けハードディスクなどのストレージデバイスも暗号化しておくことで、安全性を確保できます。
企業によっては端末管理システムと組み合わせて暗号化を実施するケースもあり、紛失や盗難時は遠隔操作で端末内のデータを消去することが可能です。
データの改ざん防止
データ改ざんは、不正な手段で内容を書き換える行為を指します。このような改ざんを防ぐためには、データ整合性を保証する仕組みが必要です。その一つとしてハッシュ関数による一方向暗号化が挙げられます。
ハッシュ関数は入力されたデータから固定長のハッシュ値（ダイジェスト）を生成します。この値は元のデータから推測できないため、安全性が高い特徴があります。
コンプライアンス対策
個人情報保護法やGDPR（一般データ保護規則）など、コンプライアンスの厳格化が世界的に進んでいます。これらの法律のもとでは、個人情報や機密情報が適切に保護されていない場合、高額な罰金や法的責任が課される場合があります。
コンプライアンス遵守のために、暗号化は必要な対策と言えます。例えば、日本ではマイナンバー制度において個人情報保護法に基づき厳格な管理基準が設けられており、その中でも暗号化による保護が推奨されています。また、GDPRでは「擬名化」や「匿名化」といった概念があり、それらにも暗号化技術が活用されています。
さらに多国籍企業の場合、それぞれ異なる地域ごとの規制に対応する必要があります。その際にはトークン化やマスキング技術と併用しながら暗号化ソリューションを導入することで、多様なコンプライアンス要件を満たすことが可能です。
マイナンバーの暗号化に関しては、以下の記事で詳しく解説しています。併せてお読みください。
マイナンバーカードに使われる暗号化とは｜安全性やセキュリティ対策を解説
顧客の信頼獲得
顧客との信頼関係構築には、安全性への取り組みが欠かせません。特に近年は個人情報漏えい事件への関心が高まり、自分たちの情報が漏えいしていないかを気にかけています。
企業側が暗号化技術を導入し、取り組みを明示的に示すことで顧客からの信頼感を得られます。例えば、「当社ではすべてのお客様データをAES-256ビット暗号化で保護しています」と公開することで、顧客の安心につながります。
データ暗号化のデメリット
このようにメリットが大きいデータ暗号化ですが、デメリットがないわけではありません。
鍵を紛失した場合にデータ復元ができない
暗号化されたデータを復号するためには、暗号化時に使用した鍵（パスワードや復号鍵）が必要不可欠です。当然ですが、鍵を紛失してしまうと、データを元に戻すことができなくなります。
例えば「BitLocker」などの暗号化ソフトウェアでは、回復キーがない限りデータ復旧はほぼ不可能です。セキュリティを高めるため、復号は容易であってはなりません。
そのため、「鍵の管理」が重要になります。鍵が漏えいすれば、第三者にデータが解読されるリスクもあるため、安全な保管とバックアップが必須です。
以下の記事では、暗号鍵の管理方法について解説しています。併せてご確認ください、
大容量データの暗号化に負荷がかかる
大容量のデータを暗号化する際には、処理をするシステムに大きな負荷がかかります。暗号化処理はCPUやメモリを多く消費するため、性能が低い端末では処理速度が著しく低下する場合があります。
例えば、数GB以上のデータを暗号化すると、通常よりもアクセス時間が数10％増加するケースもあります。また、大容量ファイルの暗号化中に他の作業を行うと、エラーや処理に失敗することもあるでしょう。
データ暗号化サービスを選ぶポイント
次に、データ暗号化サービスを選ぶ際のポイントを解説します。
自社の暗号化の課題を洗い出す
データ暗号化サービスを選ぶ際には、まず自社が抱える課題やニーズを明確にすることが重要です。例えば、機密情報の保護が目的なのか、外部との安全なデータ共有が必要なのかによって、適するサービスは異なります。
現場担当者へのヒアリングなどを通じて、日常業務でどのようなセキュリティリスクが存在するかを洗い出し、それらを解決できるサービスを選定する必要があります。
操作がしやすいか
暗号化サービスは、操作性も重要なポイントです。現場で頻繁に利用される場合、直感的な操作が求められます。例えば、ドラッグ＆ドロップで暗号化できるソフトや、自動的に暗号化処理を行う機能を備えた製品は、操作する人の負担を軽減し、生産性の低下を防ぎます。
また、初心者でも使いやすいインターフェースや、日本語対応のサポート体制が整っている製品であれば、社内全体でスムーズに導入・運用できるでしょう。
サービスごとの対応形式や権限設定機能を確認する
データ暗号化サービスには、それぞれ対応可能な形式や権限設定機能に違いがあります。例えば、一部のサービスではファイル単位で権限管理が可能であり、「閲覧のみ」「編集可能」など細かい設定ができます。
一方で、他の製品ではフォルダ単位やクラウドストレージ全体への一括適用が得意なものもあります。また、利用者の役職や部署ごとに異なるアクセス権限を設定できる製品は、人事異動などにも柔軟に対応可能です。
以下の記事では「ファイル暗号化」と「データ暗号化」の違いについて解説しています。併せてお読みください。
ファイル暗号化とデータ暗号化の違いとは？運用上の注意点を解説
安全なデータ暗号化を実現するために必要なこと
実際に安全にデータ暗号化していくためには考慮するべきことがあります。ここでは、データ暗号化を適切に進めるためのポイントを解説します。
暗号化方式とアルゴリズムの選択
暗号化は、データベースの表領域全体を暗号化するものやカラム単位のデータ暗号化、そして画像や動画のような物理ファイルそのものを暗号化するものなど、暗号化するシステムの特性によって最適な暗号化方式の選択も異なります。
また、アルゴリズムや暗号鍵長が表す暗号化強度の要件を満たす必要もあります。企業のデータを保護する上で実現可能な暗号化の実装方法を検討し、今日求められるセキュリティ要件を満たす暗号化ソリューションを選択しなくてはなりません。
ペンタセキュリティの提供するD.AMO（ディアモ）は、カラム単位のデータ暗号化を実現するPlug-In方式から物理ファイルの暗号化が可能なKernel方式まで、ユーザーのシステム環境に応じた多様な暗号化方式をサポートしています。
AESアルゴリズムや512bitまでの暗号鍵長を含むセキュリティ強度を兼ね備えた、企業にとって柔軟かつ最適なデータ暗号化ソリューションの選択肢となります。
独立した暗号鍵管理システム
暗号化だけでは、重要なデータを安全に保つには十分ではありません。暗号化プロセスで最も重要な役割を果たすのが「暗号鍵」だからです。
データの漏えいが発生した場合、暗号化されたデータと同じサーバーに鍵が保存されていれば、ハッカーはその鍵を利用してデータにアクセスし、復号することができます。同様に、鍵が破損または消失した場合も、データが失われたのと同じです。
したがって、鍵管理は、エンタープライズ暗号化（大規模ネットワークで利用される暗号化技術）において重要です。 このように重要な鍵は、生成から廃棄に至るまで、そのライフサイクルを安全に管理することが不可欠です。
企業のデータ保管システム全体で鍵を安全に管理する最も便利な方法は、暗号鍵管理システム（KMS:Key Management System）を使用することです。 D.AMOは専用の暗号鍵管理システムであるD.AMO KMSを提供しています。統合鍵管理システムであるD.AMO KMSは、暗号鍵の生成、廃棄、管理の統合機能を提供し、暗号鍵を別の独立したシステムに保存して安全に管理します。
D.AMO KMSの詳細については、こちらから確認してください。
アクセス制御と監査
アクセス制御とは、暗号化されたデータへのアクセスを効果的に保護するための暗号化、復号権限およびIP、プロセスなどを使用したアクセス制御およびそれに伴う監査機能を指します。アクセス制御は、暗号化において必須であり、ユーザーによってさまざまなアクセス権限をコントロールしながら実装することが可能です。
また、アクセス制御以外にも、必要な場合にはすべてのアクセス記録を効率的に検索、確認できる必要があります。 監査機能により、管理者は疑わしい活動や異常な活動に対する監査ログを確認できるため、データセキュリティを包括的に強化できます。
D.AMOはDBMSユーザー単位の暗号化、復号権限管理およびアクセス制御機能を通じて暗号化したデータに対する綿密なアクセス管理を設定可能です。また、記録されたすべてのアクセス制御記録をユーザーが簡単に確認できるように統合管理ツールを提供しています。
まとめ
本記事では、データ暗号化の重要性とその仕組み、種類、メリット・デメリットについて解説しました。
データ暗号化は、企業への不正アクセスや情報漏えいからデータを守るための最も基本的かつ効果的な対策です。特に、個人情報保護法やGDPRなどの法規制が厳格化する中で、暗号化はコンプライアンス遵守の必須条件となっています。企業は顧客の信頼を得るためにも、データ暗号化技術の導入が欠かせません。
一方、データ暗号化には鍵の管理や処理負荷などの課題も存在します。そのため、自社の課題を明確にし、適切な暗号化サービスを選ぶことが重要です。
データ暗号化をお考えの方には、D.AMOがおすすめです。D.AMOなら個人情報を保管しているデータベースごと暗号化でき、暗号化管理を効率的に行えます。
